JPS5940138B2 - Olefin manufacturing method - Google Patents

Olefin manufacturing method

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JPS5940138B2
JPS5940138B2 JP51038841A JP3884176A JPS5940138B2 JP S5940138 B2 JPS5940138 B2 JP S5940138B2 JP 51038841 A JP51038841 A JP 51038841A JP 3884176 A JP3884176 A JP 3884176A JP S5940138 B2 JPS5940138 B2 JP S5940138B2
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zsm
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クラレンス・デイトン・チヤン
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はオレフインの製造法に関するものであり、さら
に詳しくは低級アルコールまたはエーテルまたはそれら
両者の接触転化法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a process for producing olefins, and more particularly to a process for the catalytic conversion of lower alcohols and/or ethers.

低級アルコールまたはエーテルまたはそれら両者をZS
M−5として類別される特定の種類のゼオライトの独特
な触媒特性を利用して芳香族に富んだガソリン沸点範囲
の生成物に転化することはドイツ公開公報(DTOS)
第2438252号から公知である。
ZS lower alcohol or ether or both
The use of the unique catalytic properties of a particular type of zeolite, classified as M-5, to convert it into aromatic-rich gasoline boiling range products has been published in the German Opening of Publication (DTOS).
It is known from No. 2438252.

本発明者は原料を触媒と接触させる条件を適当に選択す
ることによつて反応をオレJャCンの製造に適するように
、特に工業的に興味のある2〜4個の炭素原子のオレフ
インの製造に適するように変えることができることを発
見した。本発明によるアルキル基1個当りの炭素原子が
4個以下であるアルコールまたはエーテルまたはその両
者を制御指数(COnstraintindex)が1
,0〜12.0で、シリカ/アルミナ比が12〜300
0で、乾燥した水素型の形態での結晶密度が実質上ノ1
.67/CC以上である結晶性アルミノシリケードゼオ
ライトを含有する触媒とを接触させることによつてオレ
フインに転化する方法において、(a)前記接触の間ア
ルコールまたはエーテルまたはそれら両者の分圧を大気
圧未満に保つかあるいは(b)少なくともゼオライトと
等重量の不活性固体希釈剤と混合したゼオライトを触媒
として使用する:ことによつて触媒の芳香族化活性を減
少させるのに充分に低い苛酷度(Severily)で
前記接触を行うことを特徴とする。
By appropriately selecting the conditions for contacting the raw materials with the catalyst, the present inventors have made the reaction suitable for the production of olefins of 2 to 4 carbon atoms, which are of particular industrial interest. discovered that it could be modified to make it suitable for manufacturing. Alcohols and/or ethers having 4 or less carbon atoms per alkyl group according to the invention have a CONSTRAINTINDEX of 1.
,0 to 12.0, and the silica/alumina ratio is 12 to 300.
0, the crystal density in the dry hydrogen form is substantially no.
.. 67/CC or higher, wherein the partial pressure of the alcohol or the ether or both is reduced to atmospheric pressure during said contact. or (b) use as a catalyst a zeolite mixed with an inert solid diluent of at least an equal weight to the zeolite: a severity sufficiently low to thereby reduce the aromatization activity of the catalyst ( The contacting is performed at the following times.

゛苛酷度゛とは、温度、圧力、反応剤の濃度及び触媒等
の化学工程における反応速度及び反応率を決定するフア
クタ一として知られているものを適当に調節することに
よつて生成物の品質を定める尺度をいう。
``Severity'' refers to the degree of severity of a product by appropriately adjusting known factors that determine the rate and rate of reaction in chemical processes, such as temperature, pressure, concentration of reactants, and catalysts. A measure to determine quality.

これらのフアクタ一を苛酷度が低くなるように定めると
、ゼオライトの触媒特性は芳香族生成特性からオレフイ
ン生成特性に変わる。本発明の好ましい実施態様によれ
ば、接触の苛酷度は反応剤の分圧を大気圧未満にして原
料と触媒とを接触させることによつて低下させることが
でき、この状態は部分的に減圧して操作するかまたは反
応剤を非反応剤で希釈することによつて達成される。
When these factors are set to be less severe, the catalytic properties of the zeolite change from aromatic-producing properties to olefin-producing properties. According to a preferred embodiment of the invention, the severity of the contact can be reduced by contacting the feedstock with the catalyst at a partial pressure of the reactants below atmospheric pressure, this condition being partially under reduced pressure. This can be achieved by operating as a reactant or by diluting the reactant with a non-reactant.

反応剤の分圧を0.84kg/Cd(12p.s.i.
a)以下の圧力で行つた場合、原料の反応剤の85%以
上が蒸気及びオレフインを含有する炭化水素混合物に転
化される。使用される非反応剤の希釈剤としては水蒸気
、窒素、水素、二酸化炭素及び炭素数が5個以下のパラ
フィンがある。
The partial pressure of the reactant was set to 0.84 kg/Cd (12 p.s.i.
a) When carried out at pressures below, more than 85% of the raw reactants are converted to a hydrocarbon mixture containing steam and olefins. Non-reactive diluents used include water vapor, nitrogen, hydrogen, carbon dioxide, and paraffins having 5 or less carbon atoms.

特に好ましい反応剤の分圧の値は0.06〜0.53k
9/Cr!i(0.8〜7.5p.s.i.a)である
が、接触中の全体の圧力は100気圧位の高さでも良い
。温度は通常316〜482℃(600〜900下)で
、液体時間空間速度(LHSV)は好ましくは0.5〜
200である。この実施態様を拡大した場合、転化生成
物はオレフイン及びガソリンに分離され、オレフインは
しかる後(必要に応じて蒸気を分離した後)ZSM−5
などの芳香族化触媒上に通されてズレン含有率が非常に
低いこと(2重量%以下)を特徴とするガソリン沸点範
囲の物質を生成する。本発明の別の実施態様において、
反応を調節する因子として触媒があり、接触の苛酷度は
ゼオライトを少くともそれと同重量の不活性固体希釈剤
たとえばシリカまたはアルミナと混合することによつて
低下させることができる。この実施態様における接触の
条件は圧力が0.2〜30気圧で、温度が260〜45
4℃(500〜850′F)、好ましくは316〜37
1℃(600〜700′F)で、重量時間空間速度(W
IISV)が1〜100、好ましくは2〜40である。
これらの実施態様では接触させる前に原料中のアルコー
ルの少くとも一部をエーテルに転化するのが好ましい。
A particularly preferable partial pressure value of the reactant is 0.06 to 0.53k.
9/Cr! i (0.8-7.5 p.s.i.a), but the total pressure during contact may be as high as 100 atmospheres. The temperature is typically 316-482°C (below 600-900°C) and the liquid hourly space velocity (LHSV) is preferably 0.5-482°C (below 600-900°C).
It is 200. In an extension of this embodiment, the conversion product is separated into olefin and gasoline, and the olefin is then separated (optionally after steam separation) into ZSM-5.
to produce a gasoline boiling range material characterized by a very low durene content (less than 2% by weight). In another embodiment of the invention,
The factor controlling the reaction is the catalyst, and the severity of the contact can be reduced by mixing the zeolite with at least the same weight of an inert solid diluent such as silica or alumina. The contact conditions in this embodiment are pressures of 0.2 to 30 atm and temperatures of 260 to 45
4°C (500-850'F), preferably 316-37
At 1°C (600-700'F), the weight hourly space velocity (W
IISV) is 1-100, preferably 2-40.
In these embodiments, it is preferred to convert at least a portion of the alcohol in the feed to ether prior to contacting.

本発明の全ての実施態様において、活性触媒としてある
種の結晶性ゼオライトを使用することが必須条件である
In all embodiments of the invention, it is essential to use some kind of crystalline zeolite as active catalyst.

本発明で使用される触媒は独特な特性を示す特別な種類
のゼオライトである。これらのゼオライトは商業的に望
ましい収率で脂肪族炭化水素を芳香族炭化水素に転化さ
せるものであり、一般にアルキル化反応、異性化反応、
不均化反応及び他の芳香族炭化水素も含めた反応に非常
に効果的である。これらはアルミナ含有率が極めて低い
けれども、すなわちシリカ/アルミナ比が高いけれども
、極めて活性であり、シリカ/アルミナ比が30以上の
場合でも非常に活性である。ゼオライトの触媒活性は一
般にアルミニウム原子の骨組及びこれらアンモニウム原
子と結合しているカチオンに依存することを考えると、
このようにアルミナ含有率が低い触媒が高い活性を有す
ることは意外な事実である。本発明で使用されるこれら
のゼオライトは、他のゼオライト、たとえばX型及びA
型の結晶の骨組を不可逆的に崩解させるような高温での
水蒸気の存在下でも結晶性を長期間保つ。さらに炭素質
堆積物が生成しても通常の温度より高い温度で燃焼させ
ることによつて容易に除去することができ、活性が回復
される。多くの場合、この種のゼオライトはコークスの
生成量が非常に低く、何回も再生を繰返すことができる
。この種のゼオライトの結晶構造の重要な特徴は分子の
結晶内部への出入りが調節され、内部結晶の自由空間が
約5オングストロームより大きい穴の大きさを有し、穴
の入口は酸素原子の10員環によつて規定される大きさ
を有することである。
The catalyst used in this invention is a special type of zeolite that exhibits unique properties. These zeolites convert aliphatic hydrocarbons to aromatic hydrocarbons in commercially desirable yields and are generally used in alkylation reactions, isomerization reactions,
It is very effective in disproportionation reactions and reactions involving other aromatic hydrocarbons. Although they have a very low alumina content, ie a high silica/alumina ratio, they are very active, even when the silica/alumina ratio is 30 or more. Considering that the catalytic activity of zeolites generally depends on the framework of aluminum atoms and the cations bonded to these ammonium atoms,
It is a surprising fact that a catalyst with such a low alumina content has high activity. These zeolites used in the present invention are compatible with other zeolites such as type X and type A.
Remains crystalline for long periods even in the presence of water vapor at such high temperatures that the crystalline framework of the mold irreversibly disintegrates. Furthermore, even if carbonaceous deposits are formed, they can be easily removed by burning at a temperature higher than the normal temperature, and the activity can be restored. In many cases, this type of zeolite produces very low coke and can be regenerated many times. An important feature of the crystal structure of this type of zeolite is that the movement of molecules into and out of the crystal is regulated, and the free space inside the crystal has a hole size larger than about 5 angstroms, and the hole entrance is It is to have a size defined by the member ring.

当然のことながらこれらの10員環は結晶性アルミノシ
リケートのアニオンの骨組を形成する四面体の通常の配
置によつて形成されるものであり、酸素原子自体は四面
体の中心部においてケイ素またはアルミニウム原子と結
合している。簡単に言えば、本発明において有用なゼオ
ライトはシリカ/アルミナ比が少くとも約12であり、
結晶の自由空間への分子の出入りを抑制する構造を有す
るものである。ここで云うシリカ/アルミナ比は通常の
分析手段によつて測定できる。
Naturally, these 10-membered rings are formed by the usual arrangement of tetrahedra that form the anion framework of crystalline aluminosilicate, and the oxygen atoms themselves are bonded to silicon or aluminum in the center of the tetrahedron. bonded to atoms. Briefly, zeolites useful in the present invention have a silica/alumina ratio of at least about 12;
It has a structure that suppresses the entry and exit of molecules into the free space of the crystal. The silica/alumina ratio referred to herein can be determined by conventional analytical means.

この比はゼオライト結晶の硬いアニオンの骨組中の比に
できるだけ近い値を示し、結合剤中のアルミニウムまた
はチヤンネル内のカチオンまたは他の形態をしたアルミ
ニウムは除外する。シリカ/アルミナ比が少くとも12
のゼオライトが有用で、シリカ/アルミナ比が少くとも
約40のより高い比を有するゼオライトを使用すること
が好ましい。シリカ/アルミナ比が少くとも70のゼオ
ライトを使用することが特に好ましい。このようなゼオ
ライトは活性化後、水よりもn−ヘキサンを強く吸着す
る内部結晶吸着能力が備わるようになり、「疎水性」を
呈する。この[疎水性]の性質が本発明の利点の1つと
なる。本発明で使用するゼオライト触媒はn−ヘキサン
を自由に吸着し、約5オングストローム以上の穴の大き
さを有する。
This ratio is as close as possible to the ratio in the hard anionic framework of the zeolite crystals, excluding aluminum in the binder or cationic or other forms of aluminum in the channels. Silica/alumina ratio of at least 12
Zeolites having a silica/alumina ratio of at least about 40 are useful, with zeolites having higher silica/alumina ratios of at least about 40 being preferred. Particular preference is given to using zeolites with a silica/alumina ratio of at least 70. After activation, such zeolite has an internal crystalline adsorption ability that adsorbs n-hexane more strongly than water, and exhibits "hydrophobicity." This [hydrophobic] property is one of the advantages of the present invention. The zeolite catalyst used in the present invention freely adsorbs n-hexane and has a pore size of about 5 angstroms or greater.

さらにその構造はより大きい分子の接近を抑制するもの
でなければならない。このような抑制作用を有するかど
うかは結晶構造を知ることによつて判断することが時々
可能である。たとえば結晶中の穴の入口が酸素原子の8
員環によつて形成される場合にはn−ヘキサンより大き
な断面積を有する分子は実質的に締め出されるので、こ
のようなゼオライトは望ましいタイプではない。穴の入
口が酸素原子の10員環で形成されるゼオライトは望ま
しいが、穴が過度に締まつたり、塞がつたものは効果的
でなくなる。穴の入口が酸素原子の12員環で形成され
るゼオライトは一般に充分な抑制効果を提供せず本発明
において望まれる転化反応を達成しないが、穴の閉塞や
その他の原因によつて穴が細まつたものは使用し得る。
ゼオライトが所望する抑制作用を有するかどうかを結晶
構造から判断する代わりに、下記の手順に従つて17以
下の少量のゼオライト上に大気圧下でn−ヘキサンと3
−メチルペンタンとの等しい重量の混合物を連続的に通
すことによつて「制御指数」を簡単に測定することがで
きる。
Furthermore, the structure must inhibit the access of larger molecules. It is sometimes possible to determine whether a substance has such an inhibitory effect by knowing its crystal structure. For example, the entrance to the hole in the crystal is an oxygen atom.
Such zeolites are not a desirable type because molecules with cross-sectional areas larger than n-hexane are substantially excluded when formed by ring members. Zeolites in which the pore entrances are formed by 10-membered rings of oxygen atoms are desirable, but those in which the pores are too tight or clogged are ineffective. Zeolites whose pore entrances are formed by 12-membered rings of oxygen atoms generally do not provide sufficient inhibition to achieve the conversion reaction desired in the present invention; You can use fresh ones.
As an alternative to determining whether a zeolite has the desired inhibitory effect from its crystal structure, one can apply n-hexane and
- The "control index" can be easily determined by continuously passing a mixture of equal weight with methylpentane.

まずペレツトまたは押し出し成形物の形態をしたゼオラ
イトのサンプルを粗い砂の粒子サイズまで粉砕し、ガラ
ス管に充填した。試験する前にそのゼオライトを538
℃(1000γ)の空気の流れで少くとも15分間処理
する。しかる後そのゼオライトにヘリウムを通し、全体
の転化率が10〜60%となるように温度を288〜5
10℃(550′F〜950′F′)に調節する。炭化
水素をヘリウムで希釈したもの(ヘリウム/全炭化水素
モル比4/1)をゼオライト上に液体時間空間速度を1
にして(すなわち単位時間当りの触媒単位容積当りの液
体炭化水素の容積を1にして)通す。20分流した後流
出物のサンプルを採取し、分析し(簡便にはガスクロマ
トグラフイ一によつて)、2種の炭化水素のそれぞれの
変化しないで残つている留分を測定する。
Samples of zeolite in the form of pellets or extrudates were first ground to coarse sand particle size and filled into glass tubes. Before testing the zeolite
Treat for at least 15 minutes with a stream of air at 1000[gamma]C. Helium was then passed through the zeolite and the temperature was raised to 288-55% so that the overall conversion was 10-60%.
Adjust to 10°C (550'F-950'F'). Hydrocarbons diluted with helium (helium/total hydrocarbon molar ratio 4/1) are deposited on zeolite at a liquid hourly space velocity of 1.
(i.e. at a volume of liquid hydrocarbon per unit volume of catalyst per unit time). After 20 minutes of flow, a sample of the effluent is taken and analyzed (conveniently by gas chromatography) to determine the fraction remaining unchanged of each of the two hydrocarbons.

「制御指数」を下記の様に計算する。The "control index" is calculated as follows.

制御指数は2種の炭化水素のクラツキスグ速度定数の比
にほぼ匹敵する。
The control index is approximately comparable to the ratio of the cracking rate constants of the two hydrocarbons.

本発明で適当な触媒は制御指数が1.0〜12.0のゼ
オライトを使用するものである。いくつかの代表的なゼ
オライト(本発明の範囲に含まれないものもある)の制
御指数を次に掲げる。前述の制御指数は本発明の方法で
有効な触媒を表わすゼオライトの定義として非常に重要
で臨界的なものである。
Catalysts suitable for the present invention are those using zeolites having a control index of 1.0 to 12.0. The control indices of some representative zeolites (some of which are not within the scope of the present invention) are listed below. The aforementioned control index is very important and critical in defining a zeolite that represents an effective catalyst in the process of the present invention.

この因子の性質及びその引用された技術はある一定のゼ
オライトを違つた条件下でテストでき、違つた制御指数
を有する可能性がある。制御指数は操作(転化)中の苛
酷度によつて若干違つてくる。従つてある一定のゼオラ
イトについて前述の定義の範囲である1〜12の内外の
複数個の制御指数が得られるようなテスト条件を選択す
ることが可能である。従つてここで使用する[制御指数
]なる値は限界値を除外しないで含むものである。
The nature of this factor and the technology cited allows a given zeolite to be tested under different conditions and may have different control indices. The control index varies slightly depending on the severity of the operation (conversion). It is therefore possible to select test conditions such that a plurality of control indices within or outside the range of 1 to 12 as defined above are obtained for a given zeolite. Therefore, the value ``control index'' used here includes the limit value without excluding it.

すなわち前述の様なテスト条件によつてテストされて制
御指数が1〜12であるようなゼオライトは他の条件で
テストして制御指数の値が1〜12の範囲外になつたと
しても本発明で使用し得る触媒に含まれる。これらのゼ
オライトの例としては、ZSM−5、ZSM−11、Z
SM−12、ZSM−21、ZSM−35、ZSM−3
8等がある。
In other words, a zeolite that has been tested under the above test conditions and has a control index of 1 to 12 can be used in the present invention even if the control index is outside the range of 1 to 12 when tested under other conditions. Included in catalysts that can be used in Examples of these zeolites include ZSM-5, ZSM-11, Z
SM-12, ZSM-21, ZSM-35, ZSM-3
There is an 8th grade.

米国特許第3702886号はZSM−5を記載し、特
許請求しており、参考としてここにも紹介されている。
ZSM−11は米国特許第3709979号に詳しく記
載されており、その内容はここにも紹介されている。
US Pat. No. 3,702,886 describes and claims ZSM-5 and is incorporated herein by reference.
ZSM-11 is described in detail in US Pat. No. 3,709,979, which is also incorporated herein.

ZSM−12は米国特許第3832449号に詳しく記
載されており、その内容はここにも紹介されている。
ZSM-12 is described in detail in US Pat. No. 3,832,449, which is also incorporated herein.

フランス特許第74−12078号は本発明で有効なZ
SM−21ゼオライト組成物及びその製造法について詳
しく記載している。
French Patent No. 74-12078 is effective in the present invention.
The SM-21 zeolite composition and its manufacturing method are described in detail.

1974年11月29日付出願の米国特許願第5280
61号は本発明で有効なZSM−35ゼオライト組成物
及びその製造法について詳しく記載しており、その内容
はここにも紹介されている。
U.S. Patent Application No. 5280, filed November 29, 1974
No. 61 describes in detail the ZSM-35 zeolite composition useful in the present invention and its method of preparation, the contents of which are also introduced here.

1974年11月29日付出願の米国特許願第5280
60号は本発明で有効なZSM−38ゼオライト組成物
及びその製造法について詳しく記載しており、その内容
はここにも紹介されている。
U.S. Patent Application No. 5280, filed November 29, 1974
No. 60 describes in detail the ZSM-38 zeolite composition useful in the present invention and its method of preparation, the contents of which are also introduced here.

ZSM−21のX線回折パターンはZSM−35及びZ
SM−38のX線回折パターンを含有するものである。
有機カチオンの存在下で製造されるゼオライトは内部結
晶の自由空間が有機カチオンによつて塞がれるので触媒
的に不活性である。
The X-ray diffraction pattern of ZSM-21 is similar to that of ZSM-35 and Z
It contains the X-ray diffraction pattern of SM-38.
Zeolites produced in the presence of organic cations are catalytically inactive since the free space of the internal crystals is occupied by the organic cations.

しかしながらこれはたとえば不活性雰囲気中で538℃
(10001:′)で1時間加熱し、しかる後アンモニ
ウム塩で塩基交換し、しかる後空気中で538℃(10
00T)で焼成することによつて活性化することができ
る。
However, this is for example 538°C in an inert atmosphere.
(10001:') for 1 hour, then base exchanged with an ammonium salt, then 538°C (10
It can be activated by firing at 00T).

製造原料溶液中に有機カチオンが存在することはこの種
のタイプのゼオライトの製造に必ずしも必須の条件では
ないが、これらのカチオンの存在はこの種のタイプのゼ
オライトの製造に有利に働く。一般的にはこの種のタイ
プのゼオライトをアンモニウム塩を使用して塩基交換し
、しかる後空気中で約538℃(1000′F)で約1
5分〜約24時間焼成することによつて活性化するもの
が好ましい。時々天然ゼオライトも種々の活性化処理、
たとえば塩基交換、水蒸気処理、アルミナ抽出及び焼成
等の手段によつてこの種のゼオライトに転化することが
でき、これらの処理は前記処理手段を単独で、あるいは
組合わせて行うことができる。
Although the presence of organic cations in the production raw material solution is not necessarily an essential condition for the production of this type of zeolite, the presence of these cations is advantageous for the production of this type of zeolite. Typically, this type of zeolite is base-exchanged using ammonium salts and then heated to about 1000'F in air for about 1
Those activated by firing for 5 minutes to about 24 hours are preferred. Sometimes natural zeolites are also subjected to various activation treatments,
This type of zeolite can be converted, for example, by means such as base exchange, steam treatment, alumina extraction and calcination, and these treatments can be carried out alone or in combination with the aforementioned treatment means.

このように処理できる天然ゼオライトの例としてはフエ
リエル石、ブリユウスタ一石、束沸石(スチルバイト)
、ダチアルジ石、准輝沸石(エピスチルバイト)、輝沸
石(ホイランダイト)及び斜プチロライト等がある。好
ましい結晶性アルミノシリケートとしてはZSM−5、
ZSM−11、ZSM−12、ZSM−21、ZSM−
35及びZSM−38があり、その中でもZSM−5が
特に好ましい。本発明の触媒として使用されるゼオライ
トは水素型のものでも良く、あるいは塩基交換または含
浸処理してアンモニウムまたは金属カチオンを含ませた
ものでも良い。
Examples of natural zeolites that can be treated in this way are ferrielite, brilleusta monolith, and stilbite.
, datyaldite, epistilbite, hollandite, and clinoptilolite. Preferred crystalline aluminosilicate is ZSM-5,
ZSM-11, ZSM-12, ZSM-21, ZSM-
35 and ZSM-38, among which ZSM-5 is particularly preferred. The zeolite used as the catalyst of the present invention may be of hydrogen type or may be base-exchanged or impregnated to contain ammonium or metal cations.

塩基交換後、ゼオライトを焼成することが望ましい。存
在させる金属カチオンとしては周期律表の第1族〜第族
の金属カチオンのいずれでも良い。しかしながら、第1
A族の金属の場合には、カチオン含有率が本発明で使用
するゼオライトの触媒活性を実質的に妨げるほど多量に
なつてはならない。たとえばナトリウムを完全に交換し
たH−ZSM−5は本発明で要求される形状選択的転化
に対しては著しく不活性となる。本発明の好ましい実施
態様として、本発明の触媒として有効なゼオライトは結
晶骨組密度(乾燥した水素型において)が実質的に約1
.67/CC以上であるものから選択される。
After base exchange, it is desirable to calcine the zeolite. The metal cation to be present may be any metal cation from Group 1 to Group 1 of the periodic table. However, the first
In the case of Group A metals, the cation content should not be so great as to substantially interfere with the catalytic activity of the zeolites used in the present invention. For example, H-ZSM-5 with complete sodium exchange becomes significantly inert to the shape-selective conversion required by the present invention. In a preferred embodiment of the invention, the catalytically effective zeolites of the invention have a crystalline framework density (in dry hydrogen form) of substantially about 1.
.. 67/CC or higher.

これら3つの条件を全て満たすゼオライトが最も望まし
いことがわかつた。従つて本発明の好ましい触媒は前記
抑制指数が約1〜12で、シリカ/アルミナ比が少くと
も約12で、乾燥した結晶密度が実質的に約1.67/
CC以上であるゼオライトからなるものである。構造が
知られたものの乾燥密度は1000立方オングストロー
ム当りのケイ素及びアルミニウム原子の数から算出でき
る(W.M.Meier著の1Ze01iteStrL
1cture゛(ゼオライト構造)についての記事の第
19頁参照)。ここに紹介されている全部の内容は19
68年ロンドンでTheSOcietyOfChemi
callndustryによつて出版された5ゞPrO
ceedingsOftheCOnferenceOn
MOlecularSieves゛に記載されている。
結晶構造が知られていない場合には、結晶骨組の密度は
従来の比重びんを使う方法によつて測定できる。たとえ
ば、ゼオライトの結晶によつて吸着されない有機溶剤中
に乾燥した水素型ゼオライトを浸漬することによつて測
定できる。著しく高い活性及び安定性を有するこの種の
ゼオライトに約1.6y/CC以上の高い結晶のアニオ
ン骨組構造の密度を備えさせることは可能である。この
高い密度を備えたものも結晶内部に比較的少量の自由空
間を備えていなければならず、そうすることによつてさ
らに安定な構造となる。この自由空間は触媒的活性の場
として重要である。いくつかの代表的なゼオライト(あ
るものは本発明の範囲に含まれない)の結晶の骨組の密
度を下記に示す。
It has been found that a zeolite that satisfies all of these three conditions is the most desirable. Accordingly, preferred catalysts of the invention have an inhibition index of about 1 to 12, a silica/alumina ratio of at least about 12, and a dry crystal density of substantially about 1.67/1.
It is made of zeolite that is CC or higher. The dry density of a material whose structure is known can be calculated from the number of silicon and aluminum atoms per 1000 cubic angstroms (1Ze01iteStrL by W. M. Meier).
(See page 19 of the article about zeolite structure). All the contents introduced here are 19
The SOcietyOfChemi in London in 1968
5ゞPrO published by callndustry
ceedingsOftheConferenceOn
It is described in Molecular Sieves.
If the crystal structure is not known, the density of the crystal framework can be determined by conventional pycnometer methods. For example, it can be measured by immersing a dried hydrogen-type zeolite in an organic solvent that is not adsorbed by zeolite crystals. It is possible to provide zeolites of this type with extremely high activity and stability with high crystalline anionic framework densities of about 1.6y/CC or higher. This high density must also have a relatively small amount of free space inside the crystal, which results in a more stable structure. This free space is important as a site of catalytic activity. The crystalline framework densities of several representative zeolites (some of which are not within the scope of the present invention) are shown below.

モルデナイト 0.281,7 本発明の目的のためには、触媒はペレツト、ビーズまた
は押出し成形物等のいずれの形態でも良い。
Mordenite 0.281.7 For the purposes of the present invention, the catalyst may be in any form such as pellets, beads or extrudates.

粘土、アルミナ及びシリカ−アルミナ等の結合剤が存在
していても良い。本発明の方法において原料と固形触媒
との接触は原料を触媒床に通すことによつて行われる。
Binders such as clay, alumina and silica-alumina may also be present. In the process of the present invention, contact between the raw material and the solid catalyst is carried out by passing the raw material through a catalyst bed.

触媒床は固定床、固定流動床または移動床のいずれのタ
イプのものでも良い。固定床または移動床の操作におい
て、触媒の平均粒子サイズは直径1.27cTn(1/
2インチ)以上でも良いが、一般には直径約0.16〜
0.64C7rL(0/16〜1/4インチ)の範囲で
ある。流動床を採用する場合には、触媒は原料及び希釈
剤の蒸気の上昇作用によつて流動化し得るほど細かく粉
砕されたものでなければならない。流動接触クラツキン
グに使用されるもののように輸送型触媒床も使用し得る
。接触転化工程からの流出物は従来の手段によつて処理
してオレフインの混合物を使用目的に応じて1種または
それ以上のオレフイン生成物に分離する。
The catalyst bed may be of any fixed bed, fixed fluidized bed or moving bed type. In fixed bed or moving bed operation, the average particle size of the catalyst is 1.27 cTn (1/2 cm) in diameter.
2 inches) or more is acceptable, but generally the diameter is about 0.16~
It ranges from 0.64C7rL (0/16 to 1/4 inch). If a fluidized bed is employed, the catalyst must be so finely ground that it can be fluidized by the rising action of the vapors of the feedstock and diluent. Transport type catalyst beds, such as those used in fluidized catalytic cracking, may also be used. The effluent from the catalytic conversion step is treated by conventional means to separate the mixture of olefins into one or more olefin products depending on the intended use.

本発明において使用されるアルコールは合成ガス(すな
わち石炭または天然ガスから調整されるCO及びH2の
混合物)から製造されるか、あるいは醗酵によつて製造
されるか、あるいは過剰に供給される石油留分から製造
される。
The alcohol used in the present invention may be produced from synthesis gas (i.e. a mixture of CO and H2 prepared from coal or natural gas), or by fermentation, or from petroleum distillates supplied in excess. Manufactured from minutes.

得られるオレフイン生成物はアルキラートまたは芳香族
に転化され、ガソリンと混合されるか、あるいは分離さ
れて石油薬剤として使用される。すなわち本発明は石油
以外の原料から炭化水素石油薬剤及び燃料を製造する新
規な方法を提供するものである。さらに本発明方法はメ
タノールまたはジメチルエーテルまたはそれら両者をズ
レン含有率の低いガソリンまたはガソリン配合原料に転
化するためのオレフイン原料を製造するのに使用できる
。前述のように本発明によつて製造されるオレフインの
混合物は大半がエチレン、プロピレン及び少量のベンゼ
ンを含有するブチレンである。
The resulting olefin products are converted to alkylates or aromatics and mixed with gasoline or separated for use as petroleum pharmaceuticals. That is, the present invention provides a new method for producing hydrocarbon petroleum drugs and fuels from raw materials other than petroleum. Additionally, the process of the present invention can be used to produce olefin feedstocks for converting methanol or dimethyl ether or both to low durene gasoline or gasoline blending feedstocks. As previously mentioned, the mixture of olefins produced by the present invention is predominantly ethylene, propylene, and butylene containing a small amount of benzene.

前述以外の成分、たとえばメタノール、ジメチルエーテ
ル、エタノール、その他の物質を含有してもかまわない
。すなわち、オレフインに関連した混合物が生成される
のが本発明の特徴であり、本発明の生成物は原料の性質
とは関連が無く、生成物からは原料を認知することがで
きない。すなわち本発明の転化反応は生成するオレフイ
ンが原料のアルコールと簡単な関連を有する従来の脱水
反応とは違う。オレフィンとともに非常に有用な炭化水
素が副産するのが本発明の重要な特徴である。
It may contain components other than those mentioned above, such as methanol, dimethyl ether, ethanol, and other substances. That is, it is a feature of the present invention that a mixture related to olefins is produced, and the product of the present invention is unrelated to the nature of the raw material, and the raw material cannot be recognized from the product. That is, the conversion reaction of the present invention is different from conventional dehydration reactions in which the olefin produced has a simple relationship with the raw material alcohol. An important feature of the present invention is that along with the olefins, highly useful hydrocarbons are produced as by-products.

特に選択する反応条件に応じて量を変えてC5+パラフ
イン、オレフイン、ナフテン及び芳香族から成るガソリ
ン沸点範囲の成分が生成し、その中にはペンタン、ベン
ゼン及びそれより高沸点の物質が含まれる。これらの生
成物の実質的に全て約213℃(415′F)以下の沸
点を有し、従つて本発明の方法によつてオレフインを製
造する際にガソリン沸点範囲の副産物が回収されること
になる。このガソリン副産物は芳香族炭化水素及びイソ
パラフインに富む傾向があり、従つてオクタン価の高い
ものが得られる。回収した場合、C5+〜213℃(4
15′F)留分はそのまま直接にガソリンとして使用さ
れるかあるいは高オクタン価のガソリン配合原料として
使用される。ドイツ公開公報第2438252号に記載
されているようにメタノールまたはジメチルエーテルま
たはそれら両者をガソリンに転化することは公知である
が、この公知の方法で得られるガソリンはズレン含有率
が非常に高く、望ましくない。
Depending on the particular reaction conditions selected, components in the gasoline boiling range consisting of C5+ paraffins, olefins, naphthenes and aromatics are produced in varying amounts, including pentane, benzene and higher boiling substances. Substantially all of these products have boiling points below about 213°C (415'F), and therefore by-products in the gasoline boiling range will be recovered in producing olefins by the process of the present invention. Become. This gasoline byproduct tends to be rich in aromatic hydrocarbons and isoparaffins, thus resulting in a high octane number. When recovered, C5+~213℃ (4
The 15'F) fraction is used directly as gasoline or as a raw material for blending high octane gasoline. Although it is known to convert methanol or dimethyl ether or both into gasoline as described in DE 24 38 252, the gasoline obtained by this known process has a very high durene content, which is undesirable. .

ズレンは結晶として晶出してエンジンまたは貯蔵器の燃
料供給システムに問題を起こす可能性があるのでガソリ
ン中に高濃度で存在すると望ましくない。本発明で得ら
れる副産ガソリンはズレン含有率が低く、約2重量%以
下のズレンしか含有しない。このようにズレン含有率の
低X,唱u産ガソリンが得られるのが本発明の特徴の1
つである。事実ほとんどの場合、ズレン含有率は実質的
に2重量%以下、すなわち約1重量%以下であり、この
程度の量では何ら問題は生じない。ズレンは未転化のメ
タノールまたはジメチルエーテルまたはそれら両者が芳
香族炭化水素と相互作用する場合に生成するものであり
、従つてこの問題はメタノールまたはジメチルエーテル
またはそれら両者から成る原料についてだけの問題であ
る。本発明の別の実施態様において、メタノールまたは
ジメチルエーテルまたはそれら両者から成る原料を転化
することによつて得られるオレフインをしかる後芳香族
化工程において転化させて付加的なガソリン沸点範囲の
化合物を生成し、ガソリンの全体の生成量を増加させる
ことができ、このようにして得られるガソリンのズレン
含有率は実質的に約2%以下である。
Dulen is undesirable in high concentrations in gasoline because it can crystallize and cause problems in the engine or reservoir fuel supply system. The by-product gasoline obtained in the present invention has a low durene content, containing less than about 2% by weight durene. One of the characteristics of the present invention is that it is possible to obtain a gasoline produced in X, China with a low durene content.
It is one. In fact, in most cases the durene content is substantially less than 2% by weight, ie less than about 1% by weight, and such amounts do not cause any problems. Durene is formed when unconverted methanol and/or dimethyl ether interacts with aromatic hydrocarbons, so this problem is only a problem with feedstocks consisting of methanol and/or dimethyl ether. In another embodiment of the invention, the olefins obtained by converting feedstocks consisting of methanol or dimethyl ether or both are subsequently converted in an aromatization step to produce additional gasoline boiling range compounds. , the overall production of gasoline can be increased, and the durene content of the gasoline thus obtained is substantially less than about 2%.

このように2段階の工程によつてメタノールまたはジメ
チルエーテルまたはそれら両者からズレン含有率の低い
ガソリンを得る方法は、第1段階でメタノールまたはジ
メチルエーテルまたはそれら両者を実質的に完全に転化
するように操作する場合に最も効果的である。メタノー
ル、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール
、n−ブタノール、第2ブタノール、イソブタノール及
び第3ブタノール等を単味で、または互いの混合物とし
て、あるいはジメチルエーテルのような前記アルコール
の単純なエーテルとの混合物として使用できる。好まし
い反応剤はメタノール、ジメチルエーテル及びその混合
物並びに少くとも10重量%のメタノールまたはジメチ
ルエーテルを含有する前記反応剤組成物である。本発明
の使用目的においては反応剤の純度は通常の技術的純度
より高い必要はない。原料中に存在し得るエステル等の
他の酸素化合物もしばしばアルコールとともに炭化水素
に転化することも本発明の特徴である。大気圧未満の分
圧(アルコールについて)で転化を行うことを特徴とす
る実施態様によれば、アルコールまたはエーテルまたは
それら両者の炭化水素への実質的に完全な転化が再循環
させないで行われる。
This method of obtaining low durene gasoline from methanol and/or dimethyl ether by a two-step process operates to substantially complete conversion of methanol and/or dimethyl ether in the first step. It is most effective when methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, isobutanol and tertiary-butanol, etc. alone or in mixtures with each other or with simple ethers of said alcohols such as dimethyl ether; Can be used as Preferred reactants are methanol, dimethyl ether and mixtures thereof and such reactant compositions containing at least 10% by weight of methanol or dimethyl ether. For purposes of use in the present invention, the purity of the reactants need not be higher than normal technical purity. It is also a feature of the invention that other oxygen compounds such as esters that may be present in the feedstock are often converted to hydrocarbons along with the alcohol. According to embodiments characterized in that the conversion is carried out at subatmospheric partial pressures (for alcohols), substantially complete conversion of alcohols or ethers or both to hydrocarbons is carried out without recirculation.

当然のことながらここで使用される大気圧未満の分圧と
は転化反応が起こつている間反応器内で得られる最大の
温度において測定され、算出される原料の分圧のことを
意味する。従つて反応区域の入口(ここで反応区域の入
口とは原料が触媒と最初に出会う場所である)における
特定の分圧すなわち原料の入口分圧あるいは反応区域内
の原料の最大分圧を交互に測定してその量を固定する。
またここに記載する分圧とは「アルコールについての分
圧」であることを理解すべきである。すなわち、もし純
粋のエーテルを単独で仕込んだとしても、アルコールに
ついての分圧はその実際の分圧の2倍の値に相当する。
従つて同一の特定の分圧下でアルコールを仕込もうとも
、工ーテルを単独で仕込もうとも、同じであり、両方の
場合で得られるオレフインは同一の分圧下になる。原料
の入口分圧が大気圧以下であれば、すなわち原料の入口
分圧が1.1kg/Cd(15psia)より低ければ
、原料の入口分圧が1.1kg/Cd(15psia)
以上における操作と比較してオレフイン製造の選択率に
改良がなされる。選択率の改良は一般に芳香族またはパ
ラフイン炭化水素またはそれら両者の収率を犠性にして
低くなつた場合になされる。しかしながら入口の分圧が
減少するに従つて選択率の改良度が増し、本発明の最大
の効果は約0.84kg/Cd(12psia)以下の
入口分圧で操作した場合に達成される。原料の入口分圧
の好ましい範囲は約0.007kg/Cd〜約0,84
k9/扁(約0.1psia〜約12psia)であり
、特に好ましい範囲は約0.06k9/Cd〜約0.5
3kg/Cd(約0.8psia〜約7.5psia)
である。アルコールについての原料の入口分圧は、反応
器を部分的に真空にすることによつて、あるいは適当な
量の希釈剤を原料に加えることによつて約0.84kg
/Cd(12psia)以下に保たれる。ここで使用さ
れる希釈剤は反応温度においてガスまたは蒸気である実
質的に不活性な物質ならいずれでも良い。このような不
活性物質の例としてはガス状窒素、二酸化炭素、一酸化
炭素、水素及び水蒸気などがある。水蒸気はオレフイン
生成物と容易に分離する利点があるが、ある種の条件下
では触媒の活性を幾分低下させる。水素はオレフイン生
成物の水素化を促進するような条件下では使用すべきで
ない。1〜8個、好ましくは1〜5個の炭素原子を有す
るパラフイン炭化水素も使用し得る。
It will be understood that subatmospheric partial pressure as used herein refers to the partial pressure of the feedstock measured and calculated at the maximum temperature obtainable in the reactor while the conversion reaction is taking place. Therefore, alternating between a specific partial pressure at the inlet of the reaction zone (where the inlet of the reaction zone is the place where the feedstock first meets the catalyst), i.e. the inlet partial pressure of the feedstock or the maximum partial pressure of the feedstock in the reaction zone. Measure and fix the amount.
It should also be understood that the partial pressures described herein are "partial pressures for alcohol." That is, even if pure ether were charged alone, the partial pressure with respect to alcohol would correspond to twice its actual partial pressure.
Therefore, it is the same whether the alcohol is charged under the same specific partial pressure or the ether is charged alone, and the olefin obtained in both cases will be under the same partial pressure. If the inlet partial pressure of the raw material is below atmospheric pressure, that is, if the inlet partial pressure of the raw material is lower than 1.1 kg/Cd (15 psia), then the inlet partial pressure of the raw material is 1.1 kg/Cd (15 psia).
An improvement is made in the selectivity of olefin production compared to the procedure described above. Improvements in selectivity are generally made at the expense of lower yields of aromatic and/or paraffinic hydrocarbons. However, selectivity improvement increases as the inlet partial pressure is reduced, and the greatest benefits of the present invention are achieved when operating at inlet partial pressures below about 12 psia. The preferred range of the inlet partial pressure of the raw material is about 0.007 kg/Cd to about 0.84
k9/Cd (about 0.1 psia to about 12 psia), with a particularly preferred range of about 0.06 k9/Cd to about 0.5
3kg/Cd (approximately 0.8 psia to approximately 7.5 psia)
It is. The inlet partial pressure of the feedstock for alcohol is approximately 0.84 kg by applying a partial vacuum to the reactor or by adding an appropriate amount of diluent to the feedstock.
/Cd (12 psia) or less. The diluent used herein may be any substantially inert substance that is a gas or vapor at the reaction temperature. Examples of such inert substances include gaseous nitrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen and water vapor. Steam has the advantage of being easily separated from the olefin product, but under certain conditions it reduces the activity of the catalyst somewhat. Hydrogen should not be used under conditions that promote hydrogenation of the olefin product. Paraffinic hydrocarbons having 1 to 8, preferably 1 to 5 carbon atoms may also be used.

メタン及びエタンはこの方法の反応条件下、特により高
い空間速度においては実質的に不活性である。プロパン
からペンタンの炭化水素は後述する大半の反応条件下で
は転化に対して耐えるものである。これらの炭化水素希
釈剤はアルコールまたはエーテルまたはそれら両者の転
化反応における副産物から供給しても良いが、希釈剤は
実質的にオレフインを含まないことが重要である。希釈
剤を使用する場合には、原料に供給する希釈剤の量に応
じて反応区域における全体の圧力を大気圧未満から約1
05kg/詞(150psia)までの範囲で変えるこ
とができる。
Methane and ethane are substantially inert under the reaction conditions of this process, especially at higher space velocities. The propane to pentane hydrocarbons are resistant to conversion under most of the reaction conditions described below. These hydrocarbon diluents may be supplied from by-products of conversion reactions of alcohols and/or ethers, but it is important that the diluents are substantially olefin-free. If a diluent is used, the overall pressure in the reaction zone can range from below atmospheric pressure to about 1
It can be varied up to 0.05 kg/y (150 psia).

希釈剤は、より発熱性のアルコールまたはエーテルの転
化反応、すなわち好ましいメタノール及びジメチルエー
テル原料についての転化反応で発生する反応熱を除去す
るのに役立つことが本発明の特徴である。希釈剤を使用
する場合反応区域における好ましい全体の圧力1.1k
9/Cri〜35.2k9/Cd(15psia〜50
0psia)である。本発明の方法において、反応区域
における温度は約260℃(5001?)〜約538℃
(1000′F)であり、好ましくは約316℃(60
0′F)〜約482℃(900′F)である。
It is a feature of the present invention that the diluent serves to remove the heat of reaction generated in the more exothermic alcohol or ether conversion reactions, ie, the conversion reactions for the preferred methanol and dimethyl ether feeds. Preferred overall pressure in the reaction zone when using diluent 1.1k
9/Cri~35.2k9/Cd (15psia~50
0 psia). In the method of the invention, the temperature in the reaction zone is between about 260°C (5001?) and about 538°C.
(1000'F), preferably about 316°C (60
0'F) to about 482C (900'F).

特に好ましい温度範囲は約343℃(650′F)〜約
45『C(850′F)である。原料は触媒上に0.0
5〜200LHSV(単位時間当りの触媒の単位容積当
りの液体原料の容積) Jの割合で流される。
A particularly preferred temperature range is from about 343°C (650'F) to about 45'C (850'F). The raw material is 0.0 on the catalyst
It is flowed at a rate of 5 to 200 LHSV (volume of liquid feedstock per unit volume of catalyst per unit time) J.

しかしながら約1〜約50LHSVの範囲で操作するの
が好ましい。原料の全てが転化しないような条件で操作
しても改良された選択率でオレフインを製造する本発明
の利点は否定できず、アルコールまたはエーテルまたは
4それら両者の少くとも85重量%が炭化水素に転化
するような条件に、温度、原料供給速度及び入口分圧を
選択することが望ましく、特に少くとも95重量%、す
なわち実質的に完全にアルコール及び/又はエーテルが
転化するように条件を選択することが好ましい。さらに
また前記特定の範囲内で主要留分がオレフインである炭
化水素に原料が転化されるように条件を設定することが
望ましい。原料の種類によつて反応性が違つてくるので
正確に望ましい条件を選択することは難かしいが、一般
に原料の入口分圧を約0.53k9/Cd(7.5ps
ig)以下にし、原料の供給速度を約1.0〜約20L
HSVにすることによつて非常に望ましい結果が得られ
る。例1 325メツシユ(米国基準のふるい)を通過できるほど
細かく粉砕した水素型ゼオライトZSM一5の50m′
を50〜80メツシユ(米国基準ふるい)のバイコール
(シリカ)2.5yと均密に混合した。
However, it is preferred to operate in the range of about 1 to about 50 LHSV. The advantages of the present invention in producing olefins with improved selectivity even when operating under conditions where not all of the feedstock is converted are undeniable, and at least 85% by weight of the alcohol or ether or both are converted into hydrocarbons. It is desirable to select the temperature, feed rate and inlet partial pressure such that the alcohol and/or ether is converted, in particular at least 95% by weight, i.e. substantially completely, of the alcohol and/or ether. It is preferable. Furthermore, it is desirable to set conditions such that the raw material is converted into a hydrocarbon whose main fraction is olefin within the above-mentioned specific range. Since the reactivity varies depending on the type of raw material, it is difficult to select the desired conditions accurately, but generally the inlet partial pressure of the raw material is set to about 0.53 k9/Cd (7.5 ps
ig) or less, and the feed rate of raw materials is about 1.0 to about 20L.
Highly desirable results can be obtained by using HSV. Example 1 50 m' of hydrogen-type zeolite ZSM-5 finely ground to pass through a 325 mesh (US standard sieve)
was intimately mixed with 2.5y of Vycor (silica) of 50-80 mesh (US standard sieve).

メタノールを343℃(650T)の温度に保つたこの
触媒床に重量時間空間速度を30にして通した。
Methanol was passed through the octopus catalyst bed maintained at a temperature of 343° C. (650 T) at a weight hourly space velocity of 30.

メタノールの炭化水素への転化率は54%であつた。そ
の結果得られる炭化水素転化生成物を分析したら下記の
様であつた。例2 100メツシユ(米国基準)を通過できるほど細かく粉
砕した水素型ゼオライトZSM−5を、538℃(10
00′F)で予め焼成した100メツシユ(米国基準)
のアルミナと均密に混合して厄SM−5を10重量%及
びアルミナを90重量%含有する混合物を得た。
The conversion rate of methanol to hydrocarbons was 54%. The resulting hydrocarbon conversion product was analyzed as follows. Example 2 Hydrogen-type zeolite ZSM-5, which has been crushed so finely that it can pass through 100 mesh (US standards), was pulverized at 538°C (10
100 mesh pre-fired at 00'F (US standards)
was intimately mixed with alumina to obtain a mixture containing 10% by weight of SM-5 and 90% by weight of alumina.

その結果得られる混合物を14〜30メツシユ(米国基
準)にペレツト化した。メタノールを343℃(650
′F)に保つたこの触媒床に重量時間空間速度を10〜
50にして通した。
The resulting mixture was pelletized into 14-30 meshes (US standards). methanol at 343℃ (650℃)
'F) at a weight-hourly space velocity of 10~
I made it 50 and passed.

メタノールの炭化水素への転化率は60%であつた。そ
の結果得られる炭化水素転化生成物を分析したら下記の
様であつた。例3 325メツシユ(米国基準)のふるいを通過し得るほど
細かく粉砕した水素型ゼオライトZSM一5を538℃
(1000′1:′)で予め焼成した100メツシユ(
米国基準)のアルミナと完全に混合し1ηSM−5を1
0重量%及びアルミナを90重量%含有する混合物を得
た。
The conversion rate of methanol to hydrocarbons was 60%. The resulting hydrocarbon conversion product was analyzed as follows. Example 3 Hydrogen-type zeolite ZSM-5, which has been ground so finely that it can pass through a 325 mesh (US standard) sieve, is heated to 538°C.
(1000'1:') 100 meshes (
Thoroughly mix 1ηSM-5 with alumina (US standard).
A mixture containing 0% by weight and 90% by weight alumina was obtained.

その結果得られる混合物を14〜100メツシユ(米国
基準)にペレツト化した。メタノールを、343℃(6
50′F)に保つこの触媒床に重量時間空間速度を40
〜100にして通した。
The resulting mixture was pelletized into 14-100 meshes (US standards). methanol at 343℃ (6
A weight hourly space velocity of 40
I set it to ~100 and passed.

メタノールの炭化水素への転化率は60%であつた。そ
の結果得られる炭化水素転化生成物を分析したら下記の
様であつた。例 4〜14(但し例5は比較例) 35%のアルミナ結合剤を含有する部SM−5押出成形
触媒を電気抵抗加熱器を加えてステンレススチール製反
応器に充填し、反応温度を約427℃(800′F)に
調節した。
The conversion rate of methanol to hydrocarbons was 60%. The resulting hydrocarbon conversion product was analyzed as follows. Examples 4 to 14 (Example 5 is a comparative example) A part SM-5 extruded catalyst containing 35% alumina binder was charged into a stainless steel reactor with the addition of an electric resistance heater, and the reaction temperature was raised to about 42°C. The temperature was adjusted to 800'F.

使用したHZSM−5はシリカ/アルミナ比が70であ
つた。ポンプによつてメタノールを下記のLHSVで触
媒上に流した。ガスを供給するのにマス・フロー・メー
ターを使用した。液体またはガス生成物またはそれら両
者を湿つたアイス・トラツプ及び乾燥したアイス・トラ
ツプ中に回収した。ガス生成物は、全量が5リツトル以
下の場合、空の目盛りのある容器に直接に回収した。ガ
ス希釈量の多い操作では反応器からの流出物を液体窒素
のトラツプを通じてスクラピングし、ウエツト・テスト
・メーターで測定した。操作の最後において、窒素トラ
ツプ中の凝縮したガス並びに他のトラツプからのガスも
目盛のある容器中で測定した。全生成物の分析はガスク
ロマトグラフイ一によつて行つた。
The HZSM-5 used had a silica/alumina ratio of 70. Methanol was flowed over the catalyst by a pump at the following LHSV. A mass flow meter was used to supply the gas. Liquid or gaseous products or both were collected in a wet ice trap and a dry ice trap. Gaseous products were collected directly into empty graduated containers if the total volume was less than 5 liters. For high gas dilution operations, the reactor effluent was scraped through a liquid nitrogen trap and measured with a wet test meter. At the end of the run, the condensed gas in the nitrogen trap as well as the gas from other traps was measured in a graduated vessel. Analysis of all products was performed by gas chromatography.

これらの例において得られた結果は分圧を大気圧より低
くした場合の効果及び希釈剤の使用の効果を示しており
、下記の表Aに記載する。この表においてメタノールの
分圧は入口分圧(絶対圧)を示す。例 15〜17(但
し例16は比較例) これらの例では例4〜14で使用したものと同様なHZ
SM−5触媒を使用し、転化温度を約427℃(800
′F)の代わりに約37「C☆(700′F)に保つた
以外は例4〜14と同じ転化条件で反応を行つた。
The results obtained in these examples demonstrate the effect of subatmospheric partial pressures and the use of diluents and are reported in Table A below. In this table, the partial pressure of methanol indicates the inlet partial pressure (absolute pressure). Examples 15 to 17 (Example 16 is a comparative example) In these examples, HZs similar to those used in Examples 4 to 14 were used.
Using SM-5 catalyst, the conversion temperature was approximately 427°C (800°C).
The reaction was carried out under the same conversion conditions as Examples 4-14, except that the reaction temperature was maintained at about 37'C* (700'F) instead of 'F).

得られた結果を下記の表Bに示す。40〜140である
HZSM−5触媒を使用した。
The results obtained are shown in Table B below. 40-140 HZSM-5 catalyst was used.

転化温度は全て約427℃(800下)にし、他の操作
条件は例4〜14と同じであつた。その得られた結果を
下記の表Cに示す。例23 エタノールを約427℃(800′F′)で、入口分圧
0.5気圧(絶対圧)で、12LHSVの供給速度でH
ZSM−5触媒と接触させた。
All conversion temperatures were about 427°C (below 800°C) and other operating conditions were the same as Examples 4-14. The results obtained are shown in Table C below. Example 23 Ethanol is heated at approximately 427°C (800'F') at an inlet partial pressure of 0.5 atm (absolute) and at a feed rate of 12 LHSV.
Contacted with ZSM-5 catalyst.

窒素希釈剤を使用して全体の圧力を約1気圧(絶対圧)
とした。エタノールを実質的に完全に転化して下記の組
成の炭化水素混合物が得られた。例 25(参考例) 例6(表A)の生成物を一部凝縮して水及び47.9重
量%の炭化水素をC5・ ガソリンとして回収する。
Using nitrogen diluent to bring the total pressure to about 1 atm (absolute)
And so. Substantially complete conversion of the ethanol resulted in a hydrocarbon mixture having the following composition. Example 25 (Reference Example) The product of Example 6 (Table A) is partially condensed to recover water and 47.9% by weight of hydrocarbons as C5 gasoline.

残りのC4一炭化水素を分留しないで371℃(700
下)、1気圧及び1LHSで比銘M−5上で転化させる
。得られた生成物は下記の組成を有した。例24 11ZSM−11を触媒として使用した。
The remaining C4-hydrocarbons were heated to 371°C (700°C) without fractional distillation.
(lower), converted on a model M-5 at 1 atm and 1 LHS. The product obtained had the following composition. Example 24 11ZSM-11 was used as catalyst.

メタノールを0.5気圧(絶対圧)の入口分圧で窒素希
釈剤を0.5気圧にして供給した。反応温度は427℃
(800′F)でLHSを12にして転化反応を行つた
ところメタノールの実質的に全部(99%)が炭化水素
に転化した。例4〜14の手順によつて得られた全体の
流出物を分析したところ下記の組成となつた。この第2
段階の転化で得られたC5+ガンリンを分離し、最初に
調製したガソリンと一緒にすることによつてその収率は
約45%増加し、ズレンの含有率は約0.62重量%か
ら約0.47重量%に減少した。
Methanol was fed at an inlet partial pressure of 0.5 atm (absolute) and nitrogen diluent at 0.5 atm. Reaction temperature is 427℃
The conversion reaction was carried out at (800'F) with an LHS of 12 and substantially all (99%) of the methanol was converted to hydrocarbons. The total effluent obtained by the procedure of Examples 4-14 was analyzed and had the following composition. This second
By separating the C5+ Ganlin obtained from the step conversion and combining it with the initially prepared gasoline, its yield increases by about 45%, and the durene content goes from about 0.62% by weight to about 0. It decreased to .47% by weight.

例 26(参考例) 例9(表A)における反応器の流出物を12気圧に圧縮
し、炭化水素をベースとして1LHSVの割合で1I2
SSM−5を含有する第2反応器に供給し、全圧を12
気圧にして37FC(700′F)の温度で反応を行つ
た。
Example 26 (Reference Example) The reactor effluent in Example 9 (Table A) was compressed to 12 atmospheres and 1I2 at a rate of 1LHSV based on hydrocarbons.
A second reactor containing SSM-5 was fed and the total pressure was brought to 12
The reaction was carried out at a temperature of 37 FC (700'F) at atmospheric pressure.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 アルキル基1個当りの炭素原子が4個以下であるア
ルコールまたはエーテルまたはそれら両者を制御指数が
1.0〜12.0で、シリカ/アルミナ比が12〜30
00で、乾燥した水素型の形態での結晶密度が実質上1
.6g/cc以上である結晶性アルミノシリケートゼオ
ライトを含有する触媒と接触させることによつてオレフ
ィンに転化する方法において、(a)前記接触の間アル
コールまたはエーテルまたはそれら両者の分圧を大気圧
未満に保つか、あるいは(b)少なくともゼオライトと
等重量の不活性固体希釈剤を混合したゼオライトを触媒
として使用する;ことによつて触媒の芳香族化活性を減
少させるのに充分に低い苛酷度で前記接触を行うことを
特徴とするアルコールまたはエーテルまたはそれら両者
をオレフィンに転化する方法。 2 アルコールまたはエーテルまたはそれら両者の分圧
を0.84kg/cm^2より低く保つて接触を行う特
許請求の範囲第1項記載の方法。 3 原料を希釈することによつて反応剤の分圧を大気圧
より低くする特許請求の範囲第1項または第2項記載の
方法。 4 原料を水蒸気、窒素、水素、二酸化炭素または炭素
原子が5個以下のパラフィンで希釈する特許請求の範囲
第3項記載の方法。 5 反応剤の分圧が0.06〜0.53kg/cm^2
である特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに
記載の方法。 6 全圧を100気圧以下、液体時間空間速度を0.0
5〜200、温度を316〜482℃に保つて接触を行
う特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記載
の方法。 7 接触後オレフィン生成物をガソリン生成物から分離
する特許請求の範囲第1項ないし第6項のいずれかに記
載の方法。 8 接触する前にアルコールを少くとも一部エーテルに
転化する特許請求の範囲第1項記載の方法。 9 固体希釈剤がシリカを含有する特許請求の範囲第1
項記載の方法。 10 固体希釈剤がアルミナを含有する特許請求の範囲
第1項記載の方法。 11 接触を0.2〜30気圧の圧力で行う特許請求の
範囲第9項または第10項記載の方法。 12 接触を260〜454℃の温度で1〜100重量
時間空間速度で行う特許請求の範囲第9項または第10
項記載の方法。 13 接触を316〜371℃の温度で2〜40重量時
間空間速度で行う特許請求の範囲第9項または第10項
記載の方法。 14 ゼオライトがゼオライトZSM−5、ZSM−1
1、ZSM−12、ZSM−35またはZSM−38で
ある特許請求の範囲第1項ないし第13項のいずれかに
記載の方法。 15 ゼオライトが水素型である特許請求の範囲第1項
ないし第14項のいずれかに記載の方法。 16 それぞれのアルキル基が1個の炭素原子を含有す
る特許請求の範囲第1項ないし第15項のいずれかに記
載の方法。
[Scope of Claims] 1 Alcohol or ether having 4 or less carbon atoms per alkyl group, or both, with a control index of 1.0 to 12.0 and a silica/alumina ratio of 12 to 30
00, the crystal density in the dry hydrogen form is essentially 1
.. A process for converting to olefins by contacting with a catalyst containing a crystalline aluminosilicate zeolite of 6 g/cc or more, comprising: (a) reducing the partial pressure of the alcohol or ether, or both, to less than atmospheric pressure during said contact; or (b) using as a catalyst a zeolite mixed with at least an equal weight of zeolite and an inert solid diluent; thereby at a sufficiently low severity to reduce the aromatization activity of the catalyst. A process for converting alcohols or ethers or both into olefins, characterized in that contact is carried out. 2. The method according to claim 1, wherein the contact is carried out while maintaining the partial pressure of alcohol or ether or both at a level lower than 0.84 kg/cm^2. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the partial pressure of the reactant is made lower than atmospheric pressure by diluting the raw materials. 4. The method according to claim 3, wherein the raw material is diluted with steam, nitrogen, hydrogen, carbon dioxide, or paraffin having 5 or less carbon atoms. 5 The partial pressure of the reactant is 0.06 to 0.53 kg/cm^2
The method according to any one of claims 1 to 4. 6 Total pressure below 100 atm, liquid hourly space velocity 0.0
The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the contacting is carried out at a temperature of 316 to 482°C. 7. A process according to any one of claims 1 to 6, in which the olefin product is separated from the gasoline product after contacting. 8. The method of claim 1, wherein the alcohol is at least partially converted to an ether before contacting. 9 Claim 1 in which the solid diluent contains silica
The method described in section. 10. The method of claim 1, wherein the solid diluent contains alumina. 11. The method according to claim 9 or 10, wherein the contact is carried out at a pressure of 0.2 to 30 atmospheres. 12. Claim 9 or 10 in which the contact is carried out at a temperature of 260 to 454°C and a space velocity of 1 to 100 weight hours.
The method described in section. 13. A method according to claim 9 or claim 10, wherein the contacting is carried out at a temperature of 316-371°C and a space velocity of 2-40 weight hours. 14 Zeolite is zeolite ZSM-5, ZSM-1
1, ZSM-12, ZSM-35 or ZSM-38. 15. The method according to any one of claims 1 to 14, wherein the zeolite is a hydrogen type. 16. A method according to any of claims 1 to 15, wherein each alkyl group contains one carbon atom.
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